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ELETRIFICAÇÃO DE COMUNIDADES ISOLADAS ATRAVÉS DE MINICENTRAIS HIDRELÉTRICAS UNIFEI O Limite Energético Aproveitável de um Potencial Hidroenergético de.

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1 ELETRIFICAÇÃO DE COMUNIDADES ISOLADAS ATRAVÉS DE MINICENTRAIS HIDRELÉTRICAS UNIFEI O Limite Energético Aproveitável de um Potencial Hidroenergético de um Curso d´Àgua. Zulcy de Souza* Geraldo Lúcio Tiao Filho**.

2 ELETRIFICAÇÃO DE COMUNIDADES ISOLADAS ATRAVÉS DE MINICENTRAIS HIDRELÉTRICAS 1. 1.Limite do aproveitamento energético em um sistema Modelagem Sistemas Equivalentes Potência e Energia Hidráulica Média Máxima Teórica do trecho de rio. 2.3 Potência e Energia Hidráulica Média Máxima Teórica do Aproveitamento em cascatas 2.4. Equacionamento 3.Caso particular de partição de quedas. 4.Aplicações da metodologia 4.1. Caso 1: aproveitamento em com cascata do rio com dois barramentos 4.2. Caso limite: aproveitamento em com cascata do rio com diversos barramentos 5.Conclusão: SUMÁRIO

3 ELETRIFICAÇÃO DE COMUNIDADES ISOLADAS ATRAVÉS DE MINICENTRAIS HIDRELÉTRICAS 1. 1.Limite do aproveitamento energético em um sistema. De acordo com os princípios da termodinâmica: De acordo com a segunda lei da termodinâmica Por Carnot, em um ciclo térmico teórico, o limite máximo rendimento de um sistema submetido a dos níveis energéticos

4 ELETRIFICAÇÃO DE COMUNIDADES ISOLADAS ATRAVÉS DE MINICENTRAIS HIDRELÉTRICAS Também se deduz que: –o rendimento do sistema independe das naturezas e estados percorridos pelo ciclo, –que o limite do aproveitamento energético se dá quando o número de estados intermediários tende a infinito e –que a conversão de um potencial de energia térmica em uma outra forma de energia qualquer está limitado superiormente pelo rendimento de Carnot,

5 ELETRIFICAÇÃO DE COMUNIDADES ISOLADAS ATRAVÉS DE MINICENTRAIS HIDRELÉTRICAS Considerando que em uma bacia hidrográfica o potencial hidráulico é disponibilizado em função dos níveis energéticos existentes entre a seção de montante e a de jusante de um determinado trecho do rio, no limite, a energia hidráulica da respectiva bacia hidrográfica será função do gradiente de potencial ao longo de todo o trajeto do rio. considerando que as transformações energéticas de dêem sem perdas, pode-se aplicar os mesmos princípios da termodinâmica e determinar a máxima energia hidráulica que, teoricamente, pode ser aproveitada em toda a bacia, desde as suas nascentes até a sua foz. Esse é o tema a ser desenvolvido no presente trabalho. Como as energias em questão são de primeira espécie, podendo ser integralmente transformadas em outra,

6 ELETRIFICAÇÃO DE COMUNIDADES ISOLADAS ATRAVÉS DE MINICENTRAIS HIDRELÉTRICAS 2. Modelagem Sistemas Equivalentes.

7 ELETRIFICAÇÃO DE COMUNIDADES ISOLADAS ATRAVÉS DE MINICENTRAIS HIDRELÉTRICAS 2.2. Potência e Energia Hidráulica Média Máxima Teórica do trecho de rio. Vazão mássica potencia teórica bruta - PT Para = 10 3 [kg/m3], A energia teórica gerada

8 ELETRIFICAÇÃO DE COMUNIDADES ISOLADAS ATRAVÉS DE MINICENTRAIS HIDRELÉTRICAS 2.2. Potência e Energia Hidráulica Média Máxima Teórica do trecho de rio.

9 ELETRIFICAÇÃO DE COMUNIDADES ISOLADAS ATRAVÉS DE MINICENTRAIS HIDRELÉTRICAS 2.3 Potência e Energia Hidráulica Média Máxima Teórica do Aproveitamento em cascatas <

10 ELETRIFICAÇÃO DE COMUNIDADES ISOLADAS ATRAVÉS DE MINICENTRAIS HIDRELÉTRICAS 2.4. Equacionamento Z b é o número de barramentos. e a j-1 refere-se às vazões médias que fluem ao rio entre os trechos considerados Logo Conseqüentemente

11 ELETRIFICAÇÃO DE COMUNIDADES ISOLADAS ATRAVÉS DE MINICENTRAIS HIDRELÉTRICAS Z < para cada série de vazões estabelecidas para um determinado rio, o seu aproveitamento hidroenergético teórico máximo em relação à sua máxima energia teórica, aumenta inversamente ao número de barramentos, isto sem considerar: os outros usos da água, as questões locais, técnicas, econômicas e ambientais.

12 ELETRIFICAÇÃO DE COMUNIDADES ISOLADAS ATRAVÉS DE MINICENTRAIS HIDRELÉTRICAS 3. Caso particular de partição de quedas. e K zb representa o decréscimo de energia em função do número de barramentos

13 ELETRIFICAÇÃO DE COMUNIDADES ISOLADAS ATRAVÉS DE MINICENTRAIS HIDRELÉTRICAS 4. Aplicações da metodologia 4.1. Caso 1: aproveitamento em com cascata do rio com dois barramentos decréscimo de energia resultante do arranjo

14 ELETRIFICAÇÃO DE COMUNIDADES ISOLADAS ATRAVÉS DE MINICENTRAIS HIDRELÉTRICAS 4.2. Caso limite: aproveitamento em com cascata do rio com diversos barramentos

15 ELETRIFICAÇÃO DE COMUNIDADES ISOLADAS ATRAVÉS DE MINICENTRAIS HIDRELÉTRICAS 5. Conclusões De acordo com o resultado apresentado na equação 18, verifica-se que o aproveitamento máximo de energia que se pode obter em um aproveitamento em cascata em um rio é de 50% do potencial que teoricamente ele teria se fosse feito apenas um aproveitamento na sua foz e que abrangesse toda a bacia

16 ELETRIFICAÇÃO DE COMUNIDADES ISOLADAS ATRAVÉS DE MINICENTRAIS HIDRELÉTRICAS Embora o estudo apresentado seja teórico ele poderá ser o ponto de partida para diferentes estudos analíticos, tais como: em estudos do máximo aproveitamento em cascata de um determinado rio; na partição de quedas em inventários de rios; em análise de potencialidades de bacias hidrográficas; na determinação:do potencial remanescentes em rios já com centrais hidrelétricas instaladas ao longo do seu curso; em estudos de confronto entre o uso energético e os demais usos múltiplos da água em estudos para se obter a melhor distribuição de quedas em função da distribuição de vazões ao longo do rio e do número de barramentos fixados e em avaliações de nos do rio com corredeiras, saltos e transposições;


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